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光栅尺测量系统(光栅原理)

发布时间:2023-06-10 09:52:01

星光电脑为您整理了光栅尺测量系统,还有光栅原理和“光栅传感器”的基本原理是什么“莫尔条纹”是如何形成的有什么特点...,下面一起来看数控机床上的光栅尺是什么吧。

光栅尺测量系统

“光栅传感器”的基本原理是什么?“莫尔条纹”是如何形成的?有什么特点...

光栅是在一块长条形的光学玻璃上密集等间距平行的刻线,刻线密度为 10~100线/毫米。由光栅形成的叠栅条纹具有光学放大作用和误差平均效应,因而能提高测量精度。

传感器由标尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统四部分组成(见图)。标尺光栅相对于指示光栅移动时,便形成大致按正弦规律分布的明暗相间的叠栅条纹。这些条纹以光栅的相对运动速度移动,并直接照射到光电元件上,在它们的输出端得到一串电脉冲,通过放大、整形、辨向和计数系统产生数字信号输出,直接显示被测的位移量。

传感器的光路形式有两种:一种是透射式光栅,它的栅线刻在透明材料(如工业用白玻璃、光学玻璃等)上;另一种是反射式光栅,它的栅线刻在具有强反射的金属(不锈钢)或玻璃镀金属膜(铝膜)上。这种传感器的优点是量程大和精度高。光栅式传感器应用在程控、数控机床和三坐标测量机构中,可测量静、动态的直线位移和整圆角位移。在机械振动测量、变形测量等领域也有应用。

莫尔条纹

以透射光栅为例,当指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个小角度θ,并且两个光栅尺刻面相对平行放置时,在光源的照射下,位于几乎垂直的栅纹上,形成明暗相间的条纹。这种条纹称为“莫尔条纹”  。严格地说,莫尔条纹排列的方向是与两片光栅线纹夹角的平分线相垂直。莫尔条纹中两条亮纹或两条暗纹之间的距离称为莫尔条纹的宽度,以W表示。

莫尔条纹

W=ω /2* sin(θ /2)=ω /θ 。[1] 

莫尔条纹具有以下特征:

(1)莫尔条纹的变化规律:两片光栅相对移过一个栅距,莫尔条纹移过一个条纹距离。由于光的衍射与干涉作用,莫尔条纹的变化规律近似正(余)弦函数,变化周期数与光栅相对位移的栅距数同步。

(2)放大作用:在两光栅栅线夹角较小的情况下,莫尔条纹宽度W和光栅栅距ω、栅线角θ之间有下列关系。式中,θ的单位为rad

光栅原理?

栅测量系统是由光栅尺与光栅数显表组成。光栅尺把采集到的位移信号传输到光栅数显表来显示测量结果。光栅尺的位移信号经光电二极管转化为弦波信号,然后经过细分电路和整形电路转化为单片机能够识别的方波信号。
按照工作原理光栅可分为计量光栅和物理光栅 。计量光栅是通过光栅的莫尔条纹现象进行位移的精密测量和控制的,计量光栅一般比较粗;物理光栅主要用作散射元件进行光波长的测定及光谱分析。光栅尺是计量光栅中的一种。
光栅传感器主要是由光源、照明系统、主光栅、指示光栅、接收光学系统、光电接
收元件等组成

试述光栅测量装置的组成及工作原理

数控机床上的光栅尺是什么?

数控机床上的光栅尺是:

光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。

其测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大,检测精度高,响应速度快的特点。

光栅尺是由标尺光栅和光栅读数头两部分组成。

标尺光栅一般固定在机床固定部件上,光栅读数头装在机床活动部件上,指示光栅装在光栅读数头中。

数控机床上的光栅尺是什么?

数控机床上的光栅尺,也称为光栅尺位移传感器(光栅尺传感器),是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置,在数控机床中常用于对刀具和工件的坐标进行检测,来观察和跟踪走刀误差,以起到一个补偿刀具的运动误差的作用。

光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中,可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲,具有检测范围大,检测精度高,响应速度快的特点。光栅尺按照制造方法和光学原理的不同,分为透射光栅和反射光栅。

扩展资料:

光栅尺在数控机床中的安装 :

1、光栅尺线位移传感器的安装比较灵活,可安装在机床的不同部位。以 FANUC 系统数控端面外圆磨床为例,使用的是 LC193F 绝对光栅尺,且安装在工作台和砂轮架导轨(滑板)上,随机床走刀而移动,读数头固定在床身上,尽可能使读数头安装在主尺的下方。

2、其安装方式的选择必须注意切屑、切削液及油液的溅落方向。另外,一般情况下,读数头应尽量安装在相对机床静止部件上,此时输出导线不移动易固定,而尺身则应安装在相对机床运动的滑板上,同时传感器不能安装在打底涂漆或者粗糙不平的床身。

参考资料来源:百度百科-光栅尺

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